【０００１】
本発明は、データバスを用いて複数の参加部（接続ユニット）間でデータを交換するための方法に関する。
【０００２】
最新型の車両では、好ましくは標準化されている複数のデータバスが頻繁に使用される。例えばエンジン及びシャーシの構成要素のためには、これらの使用ケースに適合されたバスシステムが使用され、オーディオ及び遠距離通信の範囲では、そのために特に適した他のバスシステムが使用される。異なるバスシステム間のデータ交換は複数のゲートウェイを介して行われる。
【０００３】
比較的高価な車両におけるこれらのバスシステム体系を下位クラスの車両に移行するという試みには高いコストがかかる。その理由は、一方ではエンジン及びシャーシの構成要素のための標準バスが基本的に高コストなものであり、他方ではゲートウェイのためのコストによるためである。下位クラスの車両に固有の搭載ネットワーク構造における構成は、比較的高価な車両の個々の構成要素の引継ぎが誤った互換性のために広範囲に渡って不可能であるという問題を必然的に伴っている。更には目的の衝突が生じる。コスト軽減のためにはデータ率が減少され得てバス参加部の数が増加され得るが、その結果、応答時間が長くなり、更には車両ごとで参加部数が異なることに基づいて柔軟性が低くなってしまう。例えば補足的に取り付けられる構成要素による新たな参加部の各々の追加は、多大な適合手間を要求することになる。
【０００４】
本発明の基礎を成す課題は、参加部が多数で車両に特有なものとしても変化するにもかかわらず、高性能を有する、データバスを用いて複数の参加部間でデータを交換するための方法を創作することにある。
【０００５】
本発明は、この課題を特許請求項１に記載した特徴を用いて解決する。
【０００６】
本発明による搭載ネットワーク構造はモジュール式で且つ低コストである。この搭載ネットワーク構造は、基本構成要素を、製造者の複数のモデルシリーズに渡り、全ての車両において使用することを可能にする。比較的高価な車両は、補助構成要素により任意に装備可能であり、この際、比較可能なシリーズシステムよりも高価であることはない。
【０００７】
そのための前提は、より高速のデータバスの存在である。ここでは、例えば、ドイツ特許出願公開第１９６３６４４１号明細書及びドイツ特許出願公開第１９６３６４４２号明細書において記載されているようなデータバスに関するものである。このデータバスは、５Ｍｂｉｔ／ｓよりも大きなデータ率によって傑出し、例えば、エアバック、シートベルトテンショナなど、並びに付属のセンサ装置及びアクチュエータ装置、並びにそれらの制御装置を含んでいる受動安全システムに適している。
【０００８】
車両の様々な位置には、これらの付属の制御装置が設けられていて、例えば、センタトンネルやＢピラーの領域内、更にはドア内、又はステアリングコラムにである。これらの全ての制御装置はデータバスと接続されていて、このデータバスは、通常状況、即ちクラッシュ段階又は激しい誤用段階以外において、その能力を極めて僅かに活用しているだけである。同様のことが制御装置内のプロセッサの活用に対しても言える。
【０００９】
本発明により、これらの制御装置は他の機能のためにも利用される。これらの機能は、他の機能範囲、例えば車体電子装置の機能範囲に属し、例えばライト制御装置、ワイパ制御装置、センタロック装置、及びウインドリフタ制御装置などに該当する。
【００１０】
一方ではライト制御装置及びワイパ制御装置、他方ではセンタロック装置及びウインドリフタ制御装置は、それぞれ、下位データバスの構成部であり、この下位データバスは、それぞれ、少なく保たれている参加部数に基づき（ライト制御装置では例えば１個の制御装置と１０個の接続された消費装置）十分な応答時間を有し、データ率が小さい場合にも機能することができる、即ち、接続されている参加部に対して必要なデータを迅速に且つ確実に提供する或いは提供させる。また、車体電子装置の構成部である制御装置を、通信に対する比較的高い要求により、より高速のデータバスに直接的に接続するという可能性も得られる。
【００１１】
この種の搭載ネットワーク構造では、車体電子装置の構成要素のための別個のデータバスが排除され得て、その理由は、これらの構成要素が、直接的にか又はいずれにせよそれらに接続されている制御装置を介し、より高速のデータバスに接続されるためである。このことは、中でも、ゲートウェイ機能性の省略、従って別個のゲートウェイの省略を導くことになる。
【００１２】
唯一の図である図１には、本発明によるデータバス構造及びそれにより実現される車両の搭載ネットワークが描かれていて、次に、それにより実施される通信方法を説明する。
【００１３】
図１に示されているブロック図は、主に、制御装置モジュールＳＧＭと、Ｓ１からＳ４で表されている制御装置とを含む。これらの構成要素は共に受動安全システムの構成部であり、例えば５Ｍｂｉｔ／ｓのデータ率を有するより高速のデータバス「ＳＩ・バス」によって接続されている。それらの制御装置には「Ｋ」で表記されている制御装置が接続されていて、これらの制御装置は、下位データバスである、Ｋ・バス・クラスタ１、Ｋ・バス・クラスタ２、Ｋ・バス・クラスタ３、…を自らそれぞれ形成する。これらの下位データバスは、制御装置Ｓ１からＳ４並びに制御装置モジュールＳＧＭにそれぞれ連結されている。従って、構成要素ＳＧＭ及びＳ１からＳ４は、安全システム並びに車体電子装置の基本機能を含んでいる。下位データバス内では、幾つかの制御装置Ｋが以下の説明のためにＫ１、Ｋ２、Ｋ３で示されている。
【００１４】
車体電子装置の基本機能に関し、制御装置ＳＧＭ及びＳ１からＳ４は、下位データバス・参加部のデータを、それらのフォーマットに関し、より高速のデータバスのデータフォーマットに適合する、或いは、このフォーマットのデータを下位データバスのデータフォーマットに変換する。これらの制御装置は、より高速のデータバスに対する下位データバス参加部のデータの供給も制御する、或いは、それとは逆に、他の下位データバスの参加部のデータをこれらの制御装置に接続されている下位データバスの参加部に導く。
【００１５】
そのために、全ての下位データバス・参加部のデータ及びより高速のデータバスの参加部には一義的な識別が設けられている。接続されている下位データバスの参加部の識別はそれぞれの制御装置内に記憶されている。
【００１６】
本発明によるデータバス構造の重要な長所は、下位データバスごとのメッセージ数が、単に１つのストランドを有するデータバスの場合よりも遥かに少なく、少ない参加部数により、可能なバスアクセスに至るまでの待ち時間が小さいということにある。
【００１７】
出来るだけ柔軟なシステムを得るためには、基本的に、下位データバス・参加部（Ｋ・バス・参加部と名付ける）が全システムの必要な全ての情報に対するアクセスを有するということが必要不可欠である。更には、基本的な変更を伴うことなく、Ｋ・バス・参加部を一方の下位データバスから他方の下位データバスに「変換接続」することが可能である。それにより、例えば、ウインドリフタスイッチブロックを一方の車両構造シリーズではドア内に、他方の車両構造シリーズでは中央コンソールに位置付けすることが問題を伴わずに可能である。
【００１８】
全システム内のＫ・バス・アドレスは一義的である。対応するＫ・バス・メッセージは、固定の規則に従い、対応するＩＤと共に、より高速のデータバスのバス・メッセージに変換される。その際、制御装置ＳＧＭ及びＳ１からＳ４内では、コード化可能な「ミニ・ゲートウェイ・テーブル」が、それぞれの下位データバスでも必要とされるメッセージだけの変換を手掛ける。一方の下位データバスから他方の下位データバスに制御装置Ｋを「かけ替える」際、この場合にはこのゲートウェイテーブルだけがコード変換されればよい。従って、全システム特性は全く不変のままである。
【００１９】
例を用い、全システム内のデータ交換を説明する。
【００２０】
例として、Ｋ・バス・クラスタ１における参加部Ｋ１のＫ・バス・メッセージＴＫ１をＫ・バス・クラスタ２における参加部Ｋ２に伝達することを説明する。
【００２１】
例えばボタンを押すことにより起動され、Ｋ１はメッセージＴＫ１をＫ・バス・クラスタ１に送信する。ＳＧＭはメッセージＴＫ１を受信し、メッセージＴＫ１をＳＩ・バス・メッセージのデータフィールド内にパックする。
【００２２】
全てのＳＩ・バス・参加部は、ＳＩ・バス・フォーマットでＴＫ１を受信し、それらのそれぞれのゲートウェイテーブルにおいて、ＴＫ１が付属のＫ・バス・クラスタに対して翻訳されるべきかどうかを検査する。Ｓ１が、ＳＩ・バス・フォーマットからＴＫ１をアンパックし、ＴＫ１をＫ・バス・クラスタ２に伝達する。Ｋ２がＴＫ１を受信する。
【００２３】
Ｋ・バス・参加部のメッセージがＳＩ・バスのデータのメッセージ長よりも大きなメッセージ長を有する場合、例えば、１２バイトの有効データに比べて３２バイトの有効データを有する場合、分割された伝達、即ち定義されたメッセージ部の幾度にも渡る伝達が必要である。
【００２４】
いずれかの理由でＫ２ではなくＫ３がＴＫ１を受信する場合、ＴＫ１だけがＳ１のゲートウェイテーブルから削除され、Ｓ２のゲートウェイテーブル内に登録される必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるデータバス構造及びそれにより実現される車両の搭載ネットワークを示す図である。[0001]
The present invention relates to a method for exchanging data between a plurality of participants (connection units) using a data bus.
[0002]
In modern vehicles, a plurality of preferably standardized data buses are frequently used. For example, for the components of the engine and the chassis, bus systems adapted to these use cases are used, and in the area of audio and telecommunications other bus systems are used which are particularly suitable therefor. Data exchange between different bus systems takes place via a plurality of gateways.
[0003]
Attempts to migrate these bus system schemes in relatively expensive vehicles to lower class vehicles are expensive. This is because, on the one hand, the standard buses for engine and chassis components are fundamentally expensive and, on the other hand, due to the cost for the gateway. The configuration in the on-board network structure inherent in the lower class vehicles entails the problem that the takeover of individual components of relatively expensive vehicles is not possible extensively due to incorrect compatibility. I have. Furthermore, a target collision occurs. To reduce costs, the data rate can be reduced and the number of bus participants can be increased, resulting in longer response times and less flexibility due to the different number of participants per vehicle. turn into. The addition of each new participant, for example with supplementary components, would require a great deal of adaptation.
[0004]
The problem underlying the present invention is to exchange data between a plurality of participants using a data bus, which has a high performance, despite the fact that the number of participants is large and varies even as vehicle-specific. The idea is to create a method.
[0005]
The present invention solves this problem by using the features described in claim 1.
[0006]
The on-board network structure according to the present invention is modular and low cost. This on-board network structure allows the basic components to be used in all vehicles across the manufacturer's model series. Relatively expensive vehicles can optionally be equipped with auxiliary components, without being more expensive than comparable series systems.
[0007]
The premise for this is the existence of a faster data bus. Here, for example, it relates to a data bus as described in DE-A-196 36 441 and DE-A-196 36 442. This data bus is distinguished by a data rate of more than 5 Mbit / s, for example for airbags, seatbelt tensioners, etc., as well as for passive safety systems including attached sensor and actuator devices and their control devices. ing.
[0008]
At various locations in the vehicle, these additional controls are provided, for example in the area of a center tunnel or B-pillar, even in a door, or in a steering column. All these controllers are connected to a data bus, which only makes very little use of its capabilities in normal situations, i.e. outside of the crash or severe misuse phase. The same can be said for the utilization of the processor in the control device.
[0009]
According to the invention, these controls are used for other functions. These functions belong to other function ranges, for example, the function range of the vehicle body electronic device, and correspond to, for example, a light control device, a wiper control device, a center lock device, and a wind lifter control device.
[0010]
On the one hand, the light control device and the wiper control device, on the other hand, the center lock device and the wind lifter control device, respectively, are components of a lower data bus, each of which is based on a reduced number of participants. (E.g., one control device and ten connected consuming devices in a light control device) have sufficient response time and can function even when the data rate is small, i.e. the connected participants Provide or promptly provide necessary data to It is also possible to connect the control device, which is a component of the vehicle body electronic device, directly to a higher-speed data bus due to a relatively high demand for communication.
[0011]
In this type of on-board network structure, a separate data bus for the components of the body electronics can be eliminated, because these components are connected directly or in any case to them. This is because it is connected to a higher-speed data bus via the control device. This has led to, among other things, the omission of gateway functionality and thus the omission of a separate gateway.
[0012]
FIG. 1, which is the only figure, depicts the data bus structure according to the invention and the onboard network of the vehicle realized thereby, and then describes the communication method implemented thereby.
[0013]
The block diagram shown in FIG. 1 mainly includes a control device module SGM and control devices represented by S1 to S4. Both of these components are components of a passive safety system and are connected by a higher speed data bus "SI bus" having a data rate of, for example, 5 Mbit / s. Control devices denoted by "K" are connected to these control devices, and these control devices are lower-level data buses, namely, K bus cluster 1, K bus cluster 2, K bus cluster. Each of the bus clusters 3,... Is formed by itself. These lower data buses are connected to the control devices S1 to S4 and the control device module SGM, respectively. Thus, the components SGM and S1 to S4 comprise the basic functions of the safety system and of the vehicle body electronics. Within the lower data bus, several control devices K are designated K1, K2, K3 for the following description.
[0014]
Concerning the basic functions of the vehicle body electronic device, the control devices SGM and S1 to S4 convert the data of the lower data bus / participant into a data format of a higher speed data bus with respect to their format, or a data of this format. To the data format of the lower data bus. These controllers also control the supply of data from lower data bus participants to higher speed data buses, or conversely, data from other lower data bus participants are connected to these controllers. Lead to the lower data bus participant.
[0015]
For this purpose, a unique identification is provided for all lower data bus / participant data and higher speed data bus participants. The identification of the participant of the connected lower data bus is stored in the respective control device.
[0016]
An important advantage of the data bus structure according to the invention is that the number of messages per lower data bus is much smaller than with a data bus having only one strand, and with a reduced number of participants, a possible bus access is reached. The wait time is small.
[0017]
In order to obtain a system that is as flexible as possible, it is basically essential that the lower data bus / participant (named K bus / participant) has access to all necessary information of the whole system. is there. Furthermore, it is possible to "convert and connect" the K bus / participant from one lower data bus to the other lower data bus without fundamental changes. This makes it possible without problems, for example, to position the windlifter switch block in the door in one vehicle construction series and in the center console in the other vehicle construction series.
[0018]
The K bus address in the entire system is unique. The corresponding K-Bus message is converted to a faster data bus message with the corresponding ID according to fixed rules. In this case, in the control devices SGM and S1 to S4, a coded "mini-gateway table" handles only the conversion of the messages required on the respective lower data bus. When "switching" the control device K from one lower data bus to the other lower data bus, only the gateway table needs to be code-converted in this case. Thus, the overall system characteristics remain quite unchanged.
[0019]
The data exchange in the whole system will be described using an example.
[0020]
As an example, a description will be given of transmitting the K bus message TK1 of the participant K1 in the K bus cluster 1 to the participant K2 in the K bus cluster 2.
[0021]
Activated, for example, by pressing a button, K1 sends message TK1 to K-bus cluster 1. The SGM receives the message TK1 and packs the message TK1 in the data field of the SI bus message.
[0022]
All SI-bus-participants receive TK1 in SI-bus format and check in their respective gateway tables whether TK1 should be translated to the associated K-bus cluster. . S1 unpacks TK1 from the SI bus format and transmits TK1 to K bus cluster 2. K2 receives TK1.
[0023]
If the message of the K bus / participant has a message length greater than the message length of the data of the SI bus, for example, if it has 32 bytes of valid data compared to 12 bytes of valid data, the divided transmission That is, repeated transmission of the defined message part is necessary.
[0024]
If K3 instead of K2 receives TK1 for any reason, only TK1 needs to be deleted from the gateway table of S1 and registered in the gateway table of S2.
[Brief description of the drawings]
FIG.
1 is a diagram illustrating a data bus structure according to the present invention and a vehicle mounting network realized by the data bus structure.
